摘要
²?¹Tl 作為高潛力俄歇電子發射體，因缺乏有效螯合劑限制了其靶向放療應用。本研究評估檸檬酸涂層（caPBNPs）和殼聚糖涂層（chPBNPs）的普魯士藍納米顆粒作為 ²?¹Tl 遞送載體，與游離 ²?¹Tl?對比其細胞攝取、滯留及放射毒性。結果顯示，chPBNPs 具有更高細胞攝取率和延遲外排特性，體內能顯著延長腫瘤組織中 ²?¹Tl 滯留時間，雖單位活性放射毒性低于游離 ²?¹Tl?，但憑借高效遞送優勢仍展現出靶向放療潛力。該研究為 ²?¹Tl 在腫瘤精準治療中的應用提供了新型載體解決方案。
方法
本研究遵循動物實驗倫理規范，合成 caPBNPs 和 chPBNPs 并進行 ²?¹Tl 標記，以 MDA-MB-231、A549 等多種癌細胞系為體外模型，通過克隆形成實驗、γH2AX 實驗評估放射毒性，透射電鏡結合能譜分析（TEM/EDS）觀察亞細胞定位。構建 A549 細胞皮下異種移植小鼠模型，采用 SPECT/CT 進行體內顯像，通過 γ 計數器檢測離體組織放射性分布。設置不同載體組與游離 ²?¹Tl?對照組，系統分析攝取、外排、毒性及生物分布特征。
nanoScan SPECT/CT 應用
采用 nanoScan SPECT/CT 設備進行體內顯像，小鼠麻醉后瘤內注射 ²?¹Tl 標記載體或游離 ²?¹Tl?，分別于注射后 1、24、48 小時采集全身 SPECT/CT 數據，通過 VivoQuant 軟件勾畫腫瘤、腎臟等感興趣區，計算標準化攝取值（SUV）量化放射性分布。顯像后解剖小鼠，采用 CompuGamma CS1282 γ 計數器檢測各組織放射性活度，計算注射劑量百分比（% IA/g）。
nanoScan SPECT/CT 實驗結果
SPECT/CT 顯像顯示，²?¹Tl-chPBNPs 組腫瘤放射性滯留顯著優于游離 ²?¹Tl?組，24 小時時 chPBNPs 組腫瘤殘留活性為 2.1±1.3% IA，遠高于對照組的 0.4±0.1% IA（Fig. 5B）。離體生物分布驗證，48 小時時 chPBNPs 組腫瘤放射性活度達 7.6±7.0% IA/g，是游離 ²?¹Tl?組的 3.6 倍，且主要通過腎臟排泄，其他器官非特異性攝取低。
原文獻圖片序號：Fig. 5A-B：SPECT/CT 最大強度投影圖及橫斷位圖，清晰展示 ²?¹Tl-chPBNPs 組在 1、24、48 小時的腫瘤滯留優勢及腎臟排泄特征，直觀印證載體的體內遞送效能。
研究結果
1. 細胞攝取方面，chPBNPs（正電荷）在各癌細胞系中攝取率顯著高于 caPBNPs（負電荷），是游離 ²?¹Tl?的 1.7 倍，且 K?對載體攝取抑制作用微弱，提示其主要通過內吞途徑進入細胞。
2. 外排實驗顯示，chPBNPs 組 1 小時內僅流失 31.9% 活性，遠低于游離 ²?¹Tl?的 90%，重復換液后仍有 39.3% 活性滯留細胞內。
3. 放射毒性實驗中，chPBNPs 組因高攝取特性，培養基單位活性放射毒性顯著高于其他組，但校正細胞內活性后，其毒性略低于游離 ²?¹Tl?。
4. TEM/EDS 顯示，兩種載體均定位于細胞質囊泡中，不進入細胞核，Thallium 主要富集于納米顆粒晶體結構內。
原文Fig. 1B：柱狀圖對比不同癌細胞系對 ²?¹Tl-chPBNPs 與游離 ²?¹Tl?的攝取差異
結論
本研究證實普魯士藍納米顆粒是 ²?¹Tl 的高效遞送載體，表面涂層顯著影響遞送效能，chPBNPs 憑借正電荷特性實現高效細胞攝取和長效滯留，解決了游離 ²?¹Tl?易外排的關鍵問題。盡管亞細胞定位差異導致單位活性放射毒性略降，但載體介導的高遞送效率仍能增強腫瘤靶向放療效果。該載體無需復雜螯合設計，生物相容性良好，為 ²?¹Tl 靶向放療提供了簡便可行的新策略，后續通過優化表面修飾提升腫瘤特異性，有望進一步推動其臨床轉化。
原文Fig. 5D：對比 48 小時時兩組腫瘤組織放射性活度，明確 ²?¹Tl-chPBNPs 的腫瘤滯留優勢
①原文出處DOI：10.1021/acsami.4c21700